Actividad: Fricción para generar carga. Froto un globo inflado contra un trozo de lana o tela y observo cómo puede atraer pequeños objetos como trozos de papel.

1. En la lana y en el globo se encuentran cargas positivas (protones) y negativas (electrones) en igual número: el material es eléctricamente neutro.

2. Al frotar, los electrones de la capa más externa de la lana se desplazan al globo (la lana es más electronegativa que el caucho): es la electrificación por frotamiento.

3. El globo queda cargado negativamente y la lana positivamente, ya que la carga total se conserva: q_{\text{globo}} + q_{\text{lana}} = 0.

4. Al acercar el globo al papel, el papel se polariza (en el lado cercano se acumula carga opuesta) y es atraído por el globo.

Actividad: Las cargas del mismo tipo se repelen. Cargo dos globos de manera similar (ambos positivos o ambos negativos).

1. Cada globo queda con la misma carga, por ejemplo q_1 = q_2 = -q.

2. La fuerza entre ellos obedece a la ley de Coulomb: F = k\frac{q_1 q_2}{r^{2}}, con k = 9 \times 10^{9} \, \text{N} \cdot \text{m}^{2}/\text{C}^{2}.

3. Como el producto q_1 q_2 > 0 (ambos negativos dan un producto positivo), F > 0: la fuerza es repulsiva.

4. Por eso, al acercarlos, los globos se alejan el uno del otro.

Actividad: Las cargas de distinto tipo se atraen. Cargo un objeto positivo y otro negativo.

1. Ahora q_1 > 0 y q_2 < 0, de modo que q_1 q_2 < 0.

2. Sustituyendo en la ley de Coulomb: F = k\frac{q_1 q_2}{r^{2}} < 0, es decir, la fuerza es attractiva.

3. Al acercarlos, los objetos se desplazan uno hacia el otro.

4. Regla general: igual se repela, distinto se atrae.

Actividad: Transferencia de carga por contacto. Toco un objeto descargado con otro previamente cargado.

1. Al entrar en contacto, parte de los electrones del objeto cargado pasan al objeto descargado (si el cargado es negativo).

2. Ambos quedan con el mismo signo de carga y, al separarlos, cada uno conserva su carga.

3. Esta es la electrificación por contacto o por conducción, a diferencia de la inducción, que no exige contacto.

4. En fenómenos cotidianos esto explica, por ejemplo, la descarga que sentimos al tocar una reja metálica en día seco después de frotar los zapatos.

Actividad: Electroscopio simple. Construyo un electroscopio con una lámina de aluminio y un material aislante, lo cargo y observo la separación de las láminas.

1. El electroscopio tiene un polo (generalmente de cobre) y dos láminas ligeras de aluminio dentro de un recipiente de vidrio o plástico (aislante).

2. Al tocar el polo con un cuerpo cargado, la carga viaja hasta las láminas, que quedan con el mismo signo.

3. Las láminas se repelen entre sí y se abren: su ángulo de apertura \theta aumenta con la magnitud de la carga.

4. El aislante evita que la carga se pierda a través del soporte hacia la Tierra, y el vidrio reduce la corriente de fuga por humedad.

Explica cómo se generan las cargas por fricción y cómo interactúan.

Respuesta orientativa: Al frotar dos materiales, los electrones de la capa exterior de uno pasan al otro; el cuerpo que gana electrones queda negativo y el que los pierde, positivo. La carga total se conserva, así que las cargas de un sistema siempre suman cero. Al interactuar, cargas de igual signo se repelen y las de signo opuesto se atraen, según la ley de Coulomb F = k\dfrac{q_1 q_2}{r^2}.

¿Qué he aprendido?

Respuesta orientativa: Aprendí que la materia está formada por cargas positivas y negativas, que al frotar cuerpos se transfieren electrones y que las cargas se atraen si son de distinto signo y se repelen si son del mismo signo.

¿Cómo lo he aprendido?

Respuesta orientativa: Lo aprendí de forma experimental: realizando las actividades de frotamiento, atracción, repulsión y construcción del electroscopio, observando directamente los resultados y luego relacionándolos con la ley de Coulomb.

¿Para qué me ha servido?

Respuesta orientativa: Me sirve para comprender fenómenos cotidianos como el globo que pega en la pared, el cabello que se levanta al peinarse, las chispas al retirar la ropa del secador o el paraguas que se invierte con el viento, y para sentar las bases del estudio de la electricidad y los circuitos.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Respuesta orientativa: Puedo usarlo al diseñar filtros electrostáticos para purificar el aire, en la fotocopiadora y la impresora láser, en la pintura por electrostática de carrocerías, en los pararrayos y en los detectores de incendios por ionización.